魏 唯 劉 芬 吳禮龍 李艷萍

（湖南省獸藥飼料監(jiān)察所）

飼料中總砷含量測定的幾個影響因素研究

魏 唯 劉 芬 吳禮龍 李艷萍

（湖南省獸藥飼料監(jiān)察所）

本文著重比較了使用不同濃度標(biāo)準(zhǔn)品對飼料總砷測定結(jié)果的影響，同時還對比了不同加標(biāo)方式對加標(biāo)回收率的影響。結(jié)果表明，砷標(biāo)濃度在0 mg/L-10mg/L時，砷的含量與熒光度值成正比。當(dāng)砷標(biāo)濃度為0 mg/L-100mg/L時，砷的含量仍隨熒光度值的增大而升高，但不是成比例增加。而此時樣品的熒光度值則隨稀釋倍數(shù)的減少而成比例增大，從而使總砷的檢測值異常增高。

原子熒光光譜；總砷；熒光度值

在養(yǎng)殖業(yè)中，飼料中的無機(jī)砷對養(yǎng)殖動物有較大的毒性作用，其用量被嚴(yán)格限制。但有機(jī)胂對動物的毒性較小，且有一定的促生長的作用，允許在飼料中適當(dāng)添加。砷在礦物質(zhì)飼料原料中的含量較高，飼料中礦物質(zhì)原料用量較大時容易造成飼料的總砷超標(biāo)。這樣，飼料中總砷的含量被有意或無意地提高，成為飼料質(zhì)量檢測中最常見的不合格檢測項(xiàng)之一。加之影響飼料總砷檢測的因素較多，檢測過程中的細(xì)微和正常變化都可使總砷的檢測結(jié)果出現(xiàn)異常，進(jìn)而造成檢測中的質(zhì)量事故與糾紛。

目前，總砷的檢測方法雖有多種，但均存在一些問題，檢測的準(zhǔn)確性常差強(qiáng)人意。其中，氫化物發(fā)生原子熒光光譜法是近年來發(fā)展較快的一種分析技術(shù)，其主要特點(diǎn)是自動化程度高，簡便、快捷。如操作得當(dāng)，條件適宜，檢測的靈敏度、準(zhǔn)確性與收回率也較好。但該檢測方法的檢測結(jié)果常常也易受多種因素的影響而不夠穩(wěn)定。如在測定飼料總砷的含量時，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線時標(biāo)品濃度的改變對檢測結(jié)果有較大的影響。為了較好地理清這一不良影響，提高飼料總砷檢測的準(zhǔn)確性與一致性，我們就標(biāo)品濃度等對飼料總砷含量檢測有較大影響的因素進(jìn)行了初步研究。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試樣與試劑

試樣：湖南省飼料免稅抽檢樣品——預(yù)混合飼料；

試劑：試驗(yàn)用水為超純化水，試驗(yàn)用鹽酸為優(yōu)級純，其他試劑為分析純。試劑的配制按GB/T 13079-2006執(zhí)行。

砷標(biāo)準(zhǔn)儲備液：1mg/ml；砷標(biāo)準(zhǔn)工作液：1ug/ml；鹽酸溶液：3mol/L；硫脲溶液：50g/L；還原液：2%硼氫化鈉氫氧化鈉溶液；載流：5%鹽酸溶液。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

原子熒光亮度計(jì)：AFS-930（北京吉天儀器有限公司）

電子天平：瑞士梅特勒，感量為萬分之一。

1.2 方法

1.2.1 不同標(biāo)品濃度與標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍對砷含量測定的影響

原子熒光光度法是以標(biāo)準(zhǔn)曲線及回歸方程確定飼料中總砷的含量，其中一個重要的原則是樣品試液中砷的濃度應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)品的濃度相當(dāng)。如樣品的濃度-熒光度值交點(diǎn)均處在曲線的中段，其結(jié)果更準(zhǔn)確。此外，盡管可通過調(diào)節(jié)樣品的取樣量來適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)口的濃度，但各種儀器對待測樣品的濃度仍有一個最適檢測范圍。因此，選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)品濃度和取樣量也是確定飼料總砷最佳檢測方式的重點(diǎn)之一。試驗(yàn)中采用兩種濃度梯度標(biāo)準(zhǔn)曲線分別測不同稀釋度試樣的總砷含量，以比較測定結(jié)果的準(zhǔn)確性與差異。

1.2.2 不同標(biāo)準(zhǔn)品添加方式對加標(biāo)回收率的對比

為提高總砷含量測定的可信度，常常需在進(jìn)行總砷含量測定的同時進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，即通過將已知濃度的砷溶液添加到原樣中進(jìn)行同步測定，以試樣組和試樣加添加組的含量差與標(biāo)準(zhǔn)砷的添加值計(jì)算出添加物的回收率。但加標(biāo)的方式及其加標(biāo)后測試樣品的處理方式不合適，常常會造成加標(biāo)試驗(yàn)不成功，回收率偏低的現(xiàn)象。試驗(yàn)中對比了兩種加標(biāo)方式的加標(biāo)回收率。

2 結(jié)果

目前，由于飼料中各種原輔料的比重與顆粒的大小差異較大，各成分在成品中分布的均勻度較差，飼料成品檢測的重現(xiàn)性較差。加之個別檢測方法本身也具有一定的局限性，檢測結(jié)果的誤差普遍較大。故部分飼料質(zhì)量檢測方法的允許誤差也相對較大。其中，飼料總砷檢測的問題更突出。質(zhì)量檢測中的爭議相對較多，甚至在同一樣品總砷的含量可因制作標(biāo)準(zhǔn)曲線的標(biāo)品濃度和樣品的取樣量不同，最高可相差一倍以上。

圖1 兩種標(biāo)準(zhǔn)曲線中各標(biāo)準(zhǔn)管的熒光度值和砷濃度的相關(guān)性對比

表2 不同稀釋度與不同標(biāo)曲下試樣的測定結(jié)果

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線對砷含量測定的影響

一般而言，在砷含量測定的原子熒光光度法中，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)管砷的濃度適當(dāng)時，樣品濃度-熒光度值曲線隨標(biāo)準(zhǔn)品濃度-熒光度值曲線的變化而變化。即該熒光強(qiáng)度隨砷濃度的增加呈正比增加，樣品的檢測結(jié)果正常。但是，當(dāng)砷的濃度較高時，標(biāo)準(zhǔn)管的熒光強(qiáng)度并未隨砷濃度的增加而呈正比增加，而是有所衰減。與此同時，樣品的熒光強(qiáng)度則仍呈正比增加，沒有發(fā)生衰減。這就使砷標(biāo)準(zhǔn)品與樣品在檢測中的線性關(guān)系發(fā)生偏離，樣品總砷的檢測值升高。標(biāo)準(zhǔn)管的熒光度值與總砷濃度的相關(guān)性對比見圖1。

當(dāng)標(biāo)曲中的最高濃度為10ug/L時，其熒光度值隨標(biāo)準(zhǔn)管砷濃度的增加呈比例增加，10ug/L標(biāo)準(zhǔn)管的熒光度值約為1ug/L標(biāo)準(zhǔn)管的10倍 （圖1右）。當(dāng)標(biāo)曲的最高濃度為100ug/L時，熒光度值增幅減少，100ug/L標(biāo)準(zhǔn)管的熒光度值僅為10ug/L標(biāo)準(zhǔn)管的7.5倍（圖1左）。如此時待測樣品的熒光度值亦隨之減少，其檢測結(jié)果不受影響。但事實(shí)上，高濃度樣品的熒光度值并未隨高濃度標(biāo)準(zhǔn)品熒光度值同步“衰減”，而是基本正常。這就使樣品在用高濃度標(biāo)品標(biāo)曲測算時，其總砷的含量明顯高于用低濃度標(biāo)品標(biāo)曲測算的含量。不同稀釋度與不同標(biāo)曲下試樣檢測結(jié)果的對比見表2。

2.2 不同添加方式的加標(biāo)回收率

在樣品的測定中，測定其加標(biāo)回收率是多種樣品質(zhì)量檢測過程的質(zhì)控方法。其回收率越高，檢測結(jié)果的可信度與準(zhǔn)確度越高。反之，則檢測結(jié)果的可信度與準(zhǔn)確度低。砷的加標(biāo)回收率的測定常受多種因素的影響，回收率常異常偏低，有時甚至檢測值接近零。例如，在標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入適量鹽酸后再將該標(biāo)準(zhǔn)溶液加入預(yù)混料或礦物原料樣品中，樣品與標(biāo)準(zhǔn)品溶液發(fā)生劇烈反應(yīng)，其檢測結(jié)果基本上只能代表原樣的砷含量，沒有標(biāo)準(zhǔn)品的檢測值。但如將標(biāo)準(zhǔn)品先用水稀釋，再加入原樣中，然后再按正常步驟進(jìn)行測定，則加標(biāo)回收率基本正常。這種現(xiàn)象的存在，也說明該檢測方法的穩(wěn)定性有待進(jìn)一步提高。不同加標(biāo)方式的加標(biāo)回收率對比見表3。

3 問題分析與討論

在飼料總砷的檢測中，其檢測結(jié)果不僅與砷的含量成正相關(guān)，還與五價砷、三價砷及AsH3之間的氧化還原反應(yīng)的進(jìn)程等因素有關(guān)。

在制作砷含量測定標(biāo)準(zhǔn)曲線時，標(biāo)準(zhǔn)品濃度的確定主要是考慮儀器的最適濃度范圍，而樣品則是根據(jù)其含量調(diào)節(jié)取樣量或稀釋度。測定中，低濃度砷標(biāo)準(zhǔn)品和樣品的熒光度值均與其含量成正比。但在測定高濃度標(biāo)準(zhǔn)品與樣品時，樣品管的熒光度值隨其濃度的升高成正比增加，而標(biāo)品管的熒光度值的增幅則未隨濃度的增高同步呈比例升高，從而使樣品的測定值明顯升高。如樣品與標(biāo)品的這種變化能同步，則檢測結(jié)果不受影響。該種變化可能主要與高濃度標(biāo)準(zhǔn)管三價砷還原為AsH3的作用減弱有關(guān)，其中，標(biāo)準(zhǔn)溶液中的鹽酸只有試樣中的60%。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)品濃度梯度為0-10μg/L時，三價砷基本上能還原為AsH3。而當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)品濃度為提高10倍后，鹽酸濃度沒有相應(yīng)升高，三價砷因酸度不足未全部還原為AsH3。且標(biāo)品濃度越高，其影響越明顯。與此同時，由于樣品中鹽酸濃度較高，樣品濃度升高后，其還原反應(yīng)照常進(jìn)行，熒光度值的增幅沒有“衰減”。

表3 不同加標(biāo)方式的加標(biāo)回收率對比

圖4 不同標(biāo)品濃度標(biāo)曲變化與總砷含量變化示意圖

分析發(fā)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)管與樣品管溶液除鹽酸濃度有較明顯的差別外，其他基本一致。而保持一定的酸度有利于氫化砷的穩(wěn)定生成，如標(biāo)品溶液中氫離子濃度偏低，由As2O3還原為AsH3的反應(yīng)便不能正常進(jìn)行。雖然載流液有一定的氫離子，但在測定高濃度標(biāo)品時，載流液氫離子濃度沒有相應(yīng)提高。同多種其他氧化還原反應(yīng)一樣（如二氧化氯的轉(zhuǎn)化反應(yīng)），鹽酸中的H離子不僅參與其化學(xué)反應(yīng)，同時該酸度也是化學(xué)反應(yīng)的重要條件。但是，該種差異的影響是否是造成上述現(xiàn)象的主要原因仍有待進(jìn)一步研究。由不同標(biāo)品濃度制作標(biāo)曲對飼料總砷測定結(jié)果的影響見圖4。

在圖4中，細(xì)體字與虛線分別為低濃度標(biāo)品的測定數(shù)據(jù)和由此繪制的曲線，粗體字與加粗實(shí)線為高濃度標(biāo)品的測定數(shù)據(jù)與曲線。正常情況下，兩根曲線應(yīng)基本重疊，只是熒光度值與濃度相差十倍。如一樣品的熒光度值為5000，以細(xì)的標(biāo)曲作參照，其濃度應(yīng)為6.6%。而以精的標(biāo)曲為參照，則濃度為9.24%，其增幅為40.0%。且濃度越高，增幅越大，可達(dá)100%左右。加之其他因素造成的誤差，其檢測結(jié)果的偏差將進(jìn)一步加大，嚴(yán)重干擾總砷含量檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

此外，砷的加標(biāo)回收試驗(yàn)也與其他化合物的試驗(yàn)有所不同，回收率往往偏低。其主要原因是所加的標(biāo)準(zhǔn)物與樣品的形態(tài)并不一樣，受其他化學(xué)試劑的影響，產(chǎn)生的損耗較樣品五價砷多，影響其回收率。如在進(jìn)行消解時，部分三價砷可被消化掉，使加標(biāo)回收率下降。本試驗(yàn)將用鹽酸溶液稀釋后的砷標(biāo)加入預(yù)混料樣品中時，加入的砷標(biāo)幾乎檢測不到，可能與加入溶液時產(chǎn)生的劇烈的化學(xué)反應(yīng)有關(guān)。

（略）